Как выбрать правильный крепеж?

Крепежные детали являются одними из самых важных частей сборки, поскольку они удерживают все части вместе и облегчают любое взаимодействие между компонентами. В идеале выбранные крепежные детали просты в установке, обеспечивают качественный продукт в течение всего срока службы сборки и дают самые низкие общие затраты с учетом всего производственного процесса.

Штифты с прессовой посадкой - один из наиболее распространенных типов штифтов, используемых в современном производстве. Крепежные детали обычно легко устанавливаются и позволяют производителям избегать пайки, например, при сборке электроники.

Есть две основные категории штифтов с прессовой посадкой: сплошные и пружинные штифты.

Цельные штифты либо имеют гладкую непрерывную поверхность (например, штифты), либо имеют удерживающие элементы (например, накатки, канавки и зазубрины). Все твердые штифты удерживаются за счет смещения основного материала. И наоборот, пружинные штифты самоудерживаются за счет приложения радиальной силы (натяжения) к стенке отверстия после установки.

Существует два разных типа пружинных штифтов: штифты с прорезями и со спиральные пружинные штифты.

Пружинные штифты с прорезями - это крепежные детали общего назначения, которые обычно рекомендуются для некритических сборок. Часто эти штифты используются в приложениях, где они вручную устанавливаются в компоненты из мягкой или закаленной стали. У них есть зазор, предназначенный для прогиба штифта во время установки, что позволяет ему поглощать различные допуски отверстий.

Спиральные пружинные штифты доступны в легких, стандартных и тяжелых вариантах, поэтому проектировщик может выбрать оптимальное сочетание прочности, гибкости и диаметра, подходящее для различных материалов и требований к рабочим характеристикам. Эти штифты имеют два витка материала по 1/4, что позволяет им изгибаться во время и после установки. Гибкий диск поддерживает различные допуски отверстий, помогает гасить удары и вибрацию и предотвращает повреждение отверстий.

Общие функции

Хотя существует несколько способов использования штифтов, наиболее распространенные из них показаны в приведенной ниже таблице «Типичные функции крепежных элементов». Эти рекомендации применимы в большинстве случаев, но каждое применение должно быть оценено на предмет наиболее подходящего типа штифта.

Типичные функции крепежных элементов
	Спиральный штифт	Соединительный штифт	Цельный штифт
Сквозной стержень (свободная посадка)	Х	Х	Х
Сквозной стержень (фрикционная посадка)	Х
Втулка	Х	Х	Х
Регулировка	Х	Х	Х
Ограничение	Х	Х	Х
Присоединение	Х	Х	Х
Пригодность к эксплуатации	Х	Х

Пружинные штифты обычно предпочтительнее сплошных штифтов из-за их гибкости, меньшего усилия вставки и способности приспособиться к более широким допускам на отверстия. Однако бывают исключения.

Цельные штифты - идеальный выбор, когда необходимо сохранить точное расположение отверстий, необходимо вручную выровнять несколько отверстий с зазором, полый штифт не подходит или требуется повышенная прочность на изгиб или сдвиг. Цельные штифты также предпочтительны, когда предпочтительна гладкая, непрерывная поверхность (например, при использовании в сочетании с угловым компонентом) или головка требуется для принудительного упора или для удержания более тонкой части на более толстой части сборки.

Штифты со спиральной пружиной лучше подходят для узлов, подверженных динамической нагрузке. Это связано с тем, что эти штифты предлагают уникальное сочетание прочности и гибкости, которое позволяет им гасить силы и вибрацию, предотвращая повреждение отверстий и продлевая срок службы сборки. Каждый тип штифта с прессовой посадкой служит производителям для определенной цели.

В таблице «Характеристики и преимущества» сравниваются общие характеристики  и преимущества для каждого типа штифта.

Характеристики и преимущества
	Спиральный штифт	Соединительный штифт	Цельный штифт
Способность изгибаться, чтобы предотвратить повреждение отверстия во время установки	Х	Х
Большой допуск для отверстий	Х	Х
Превосходное сочетание силы и гибкости	Х
Превосходная производительность в статическом приложении	Х	Х	Х
Превосходная устойчивость к осевой нагрузке	Х
Превосходная производительность в динамических приложениях			Х
Устойчивость ко взлому			Х
Производительность в мягких материалах при статической нагрузке	Х		Х
Обеспечивает положительную остановку / местоположение	Х	Х	Х

Конструкторы могут оптимизировать производительность и общую стоимость сборки, выбрав правильный штифт для конкретного применения. Для этого варианты крепежных элементов должны быть учтены на ранней стадии проектирования.

Одним из самых важных шагов при выборе идеального штифта является полная оценка и определение требований к производительности предполагаемых применений. Команда разработчиков также должна протестировать и проверить крепежные элементы в прототипах сборок, прежде чем принять окончательное решение.